去年下半年以來風(fēng)電棄風(fēng)率有所降低，各地涌現(xiàn)“搶裝潮”。本文將從技術(shù)、系統(tǒng)成本以及市場三個視角，對風(fēng)電并網(wǎng)及其系統(tǒng)影響涉及到的關(guān)鍵問題進行討論。
2014年，全國來風(fēng)情況普遍偏小，全年風(fēng)電利用小時數(shù)下降明顯，平均利用小時數(shù)為不到1900小時。風(fēng)電發(fā)電量的增幅降低，一定程度上減輕了風(fēng)電市場消納的壓力，風(fēng)電平均棄風(fēng)率8%，同比下降4%。由于存在風(fēng)電優(yōu)惠電價下調(diào)的預(yù)期，下半年各地區(qū)不同程度出現(xiàn)了“搶裝潮”。截至2014年底，全國風(fēng)電累計核準容量1.7億千瓦，在建容量接近8000萬千瓦。
進入2015年，我國在推出風(fēng)電標(biāo)桿電價體系5年之后，根據(jù)風(fēng)電的技術(shù)進步情況，下調(diào)了這一優(yōu)惠政策的支持力度，平均在2分錢左右。下調(diào)的依據(jù)在于過去幾年風(fēng)電設(shè)備行業(yè)技術(shù)進步與規(guī)模效應(yīng)帶來的投資成本大幅下降，而反對下調(diào)列出了補貼拖欠、并網(wǎng)困難、棄風(fēng)限電嚴重、CDM收益消失等問題，影響風(fēng)電業(yè)主的預(yù)期收益率。與此同時，風(fēng)電并網(wǎng)容量突破了1億千瓦的整數(shù)大關(guān)。總體電力需求在2015年的前幾個月依舊低迷，也使得希望通過擴大的電力需求來改善風(fēng)電的棄風(fēng)問題變得困難，棄風(fēng)率在前幾個月大幅上升(接近20%)，存量不動、依靠增量解決問題的騰挪空間已經(jīng)變得有限。
在電力體制改革業(yè)已啟動的大背景下，如何從體制設(shè)計與機制安排的角度，解決棄風(fēng)問題變得重要。理解棄風(fēng)形成的原因可能關(guān)系到相應(yīng)的解決方案的提出，無論是在短期還是長期。筆者2014年的文章指出，“風(fēng)電與電網(wǎng)缺乏協(xié)調(diào)”的說法是具有誤導(dǎo)性的。它只在短期項目級成立，而在更長的時間尺度上更像是對存在問題的另外一種表述，“加強協(xié)調(diào)”的說法不意味著任何方法論，會混淆風(fēng)電發(fā)展的目標(biāo)與途徑，也不能提供風(fēng)電長期發(fā)展的目標(biāo)方案。
最近，對棄風(fēng)原因的解釋多了一種火電與風(fēng)電利益糾纏說，“統(tǒng)籌二者的利益”自然是其解決方案。這種思路在筆者看來同樣是誤導(dǎo)性的，它轉(zhuǎn)移了話題，跳過“做蛋糕”的系統(tǒng)最優(yōu)化問題，直接解讀為“分蛋糕”的分配問題(這個當(dāng)然也重要，但是無疑是第二位的)，將追求效率為基本價值目標(biāo)的經(jīng)濟議題，變成了一個充滿妥協(xié)意味的政治議題。
風(fēng)電并網(wǎng)的技術(shù)視角——系統(tǒng)靈活性要求提升
電力系統(tǒng)的靈活性，簡而言之是電力系統(tǒng)面臨供給與需求波動仍舊保持系統(tǒng)時刻平衡的能力，包括“向上”與“向下”的靈活性。風(fēng)電出力的最大特點在于其波動性(variability)，也就是說風(fēng)電機組的出力大小，是天氣情況決定的，而不像傳統(tǒng)的化石燃料機組，受人的控制。出力波動與預(yù)測誤差的存在，意味著系統(tǒng)面臨需求不確定性之外，多了一層不確定性，無疑將需要更多的可以靈活調(diào)節(jié)的機組以在各個時間尺度上幫助系統(tǒng)的平衡。
對應(yīng)于資產(chǎn)存量更新的速度，不同時間尺度上的系統(tǒng)靈活性資源選擇有所不同。
短期(1年到幾年)內(nèi)，電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與技術(shù)不可能發(fā)生大的變化，風(fēng)電接入電網(wǎng)更多考慮的是如何通過優(yōu)化電網(wǎng)調(diào)度運行來提高接入風(fēng)電的能力。更加準確的進行風(fēng)電出力預(yù)測，將減少系統(tǒng)平衡的不確定性，進而減少對靈活性的要求，在系統(tǒng)平衡中扮演著比較重要的角色。提高調(diào)度計劃的時間分辨率，從日前計劃不斷的滾動修正到小時級計劃，以及半小時、15分鐘計劃，可以縮小系統(tǒng)需要平衡的程度，提高運行效率。此外，業(yè)已存在的基于價格(峰谷電價)或者基于激勵(可中斷電源)的需求側(cè)管理措施，也可以有效地扮演平衡服務(wù)的角色。
中期(幾年到10年)：電力系統(tǒng)有機會發(fā)生比較明顯的結(jié)構(gòu)改變與增強技術(shù)能力。擴大的電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)范圍(可以利用更多的出力特性不同的機組，集合負荷特性不同的用電者，平抑波動)、靈活電源(比如天然氣單循環(huán)機組。這部分機組具有起停迅速、成本較小的特點，固定投資成本低，是峰荷最有力的競爭者)以及抽水蓄能等都是系統(tǒng)靈活性提高的方式。
長期(幾十年)：現(xiàn)有的電力系統(tǒng)特點、存量資產(chǎn)可以完全忽略。問題變成了基于何種價值標(biāo)準，需要“設(shè)計”或者推動形成一個什么樣的電力系統(tǒng)。其中，先進的技術(shù)與模式的作用與角色，比如先進儲能技術(shù)、電動汽車與電網(wǎng)的互動、互聯(lián)網(wǎng)促進電力響應(yīng)的應(yīng)用等，是一個非常熱門的話題。如果系統(tǒng)的可再生能源越來越多，并且其在市場競價與政策安排中居于優(yōu)先地位，那么意味著系統(tǒng)剩余的負荷曲線波動將更大，系統(tǒng)會越來越呈現(xiàn)只有腰荷與峰荷，而沒有明顯基荷的特點。這一特點，無疑意味著系統(tǒng)的靈活性以及輕資產(chǎn)密度的需求(因為利用率的下降，投資成本大的電源類型發(fā)電成本將無法攤薄)。
